I型超敏反应主要是由IgE类抗体介导的。当机体首次接触过敏原时，会诱导B细胞产生特异性IgE抗体，这些IgE抗体会与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的高亲和力受体（FcεRI）结合。如果再次接触到相同的过敏原，该过敏原就会与已经附着在细胞上的IgE抗体发生交联，导致肥大细胞和嗜碱性粒细胞脱颗粒，释放出组胺等炎症介质，引起速发相反应，产生如皮肤瘙痒、红斑、水肿等症状。此外，这些细胞还会合成并释放多种其他炎性介质和细胞因子，引发迟发相反应，使症状进一步加重或持续时间延长。
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